Java拓展-拆，装箱，线程，反射

导言：

在学习JavaSE的时候，我们会使用Java基础编程，并且了解了什么是面向对象的编程，会使用Java写一些基础算法程序，

接下来，我们需要了解Java的自动拆箱和自动装箱，单线程和多线程，反射是什么，值得注意的是，讲的是Java中的特性，但是OOP语言其实都是用这些操作的，只是小部分不同罢了

一.自动拆箱和自动装箱

不管是拆箱还是装箱，它的宏观意义就是普通类型到封装类型（对象）的转换，反之，就是封装类型到基本类型的转换

自动装箱

自动装箱指的是普通类型到封装类型（对象）的转换

 我们可以看到上面的代码：

Integer b = new  Integer（10）；这是很标准的创建对象的方式

我们在使用  Integer  a  =  10  ；的时候，其实就已经发生了一次自动装箱，我们可以拆分一下这句话，Integer 是封装类型，也就是说一般是通过new的形式拿到的，

但是后面的 a  =  10； 一般都是定义一个int型变量才会那么定义，你就会发现这句话好像有两个定义，一个像是在定义基本类型，另一个像是在定义封装类型，但是这样的定义是可以完成的，且不会报错

这就要基于Java的隐式调用：

 如图，我们的定义在JVM处理的时候自动隐式的调用了valueOf（）方法，由于是隐式的，在我们不知到的情况下完成的就叫它自动装箱

通过上面的程序，我们比较a和b的输出结果，发现是Ture，说明都是Integer类型，自动装配就等同new 出来的Integer对象

自动拆箱

自动拆箱指的是封装类型（对象）到普通类型的转换

 根据上面的图片我们可以看到：

int a = 1；是很明显的int型的定义方式

Integer integer = new Integer(1);  我们是new了一个Integer的对象类型，所以integer现在是一个对象类型，他要是想和基本类型比较肯定自己也是int 但是我们使用的是  int b = integer； 让一个int 类型直接 被赋值于 integer这个对象类型，乍一眼看，类型不匹配啊，但结果也是可执行的，且不会报错 这也要归功于Java的隐式调用：

 它的处理也是隐式调用integer对象转为int型变量的方法，valueOf（）方法，由于是隐式完成的，所以叫自动拆箱

我们再来看看上面的程序运行结果，a==b结果是Ture，所以它们最后的结果都是int型

拓展自动装箱：

自动装箱的时候在代码中我们看到了，比较a和b两个对象的时候，我是使用的equals方法，它比较的是值，也就是两个对象的值都是10，所以equals方法的结果是ture

但是我们要是通过 == 来判定的时候呢？结果是 false 这是为什么呢？

首先，Integer b = new Integer(10); 它申请的空间肯定是在堆上的，因为是程序运行时动态开辟的空间，主要是Integer a = 10；它的空间在那？

我们这个时候就需要看一波自动装箱的源码了：

 这段源码的意思是，我们在使用valueOf（）方法的时候，不会直接创建一个对象，而是先看看要创建的对象有没有被先加载好，因为Java在缓存中已经预加载了256个Integer对象，范围是-128~127，如果在此范围内，那么就直接拿缓存中的对象，

如果不在此范围内，才会去构建一个新的对象，这是因为大多数情况，我们在使用自动装箱和自动拆箱的时候，所转换的数据大多是用来做状态码的，它的大小不会超过三位，所以我们先预先构造一些，就避免了反复造轮子

现在我们看看都是用vlaueOf（）构造出来的对象是不是相等的：

 当我们把代码改成上面的方式构造对象后，a对象和b对象就是相等的了，即结果为Ture

接下来我们可以思考一下：

Integer  a = 128；

Integer  b = 128；

输出：a == b ，结果如何呢？

包装类型缓存池

 在jvm中，缓存中会预先加载一些封装对象，目的是为了提高封装对象的重复利用率，以免我们在使用这些封装对象的是时候重复构造

 如图，在jvm会预先加载这八种封装类型，也就是每个基本类型对应的封装类型：

 它们预加载范围如图所示

所以，我们的程序在运行的时候，一旦发生需要装箱和拆箱的操作的时候，尽量不要使用new  直接创建，而是通过valueOf（）方法，先去缓存区拿，如果拿不到，再去创建一个新的对象，

 这就是我们使用valueOf（）方法区去创建对象的过程，比直接new 封装对象要多了一步去查看缓存的操作

二.单线程和多线程

线程这一概念，我们在了解的时候一定是在操作系统中，随着技术的发展，我们使用的单线程编程，效率执行低，所以现在多线程编程又变的流行起来了

线程是操作系统的最小调度单位，它被包含到进程之中，是进程运行中的最小运行单位

进程是程序运行的基本实体

在操作系统中，我们了解到了进程是程序运行资源的拥有者，而线程则是负责调度可资源分配者，本身不需要分配资源

单线程：

 单线程最大的特点就是程序的顺序的执行，它的编程风格通俗易懂，它只有在程序执行完成了以后才会执行后面的程序，单线程较多线程来说，系统稳定、扩展性极强、软件丰富。多用于点对点的服务。

单线程处理的优点：同步应用程序的开发比较容易，但由于需要在上一个任务完成后才能开始新的任务，所以其效率通常比多线程应用程序低。如果完成同步任务所用的时间比预计时间长，应用程序可能会不响应。多线程处理可以同时运行多个过程。

我们也可以看上面的实例，当a=1被处理器处理完成以后，等到b=2会有一段时间才会到达处理器，处理器的速度是很快的，从内存调过来的时间，处理器就一直处于等待的状态，所以这段时间造成了处理器的浪费，

为了节约处理器的资源，我们便研究出来了多线程

多线程：

简单引入：在程序中独立，但是可以同时运行

我们先简单的看个小实例预热一下多线程：

 我们可以看到上面的图片，我们的传送带每5分钟只会来一个货物，而我们的工人呢？只需要20s就可以把货物卸载完成了，很显然，这个工人有很大的一部分时间都在摸鱼

至少有4分钟它一直在等待传送带运来货物，我们要是这么设计工作者岗位的话，肯定很浪费，有什么办法可以把它调高呢？

我们可以使用多增加几个传送带：

 我们在增加了传送带后，虽然还是有空闲时间，但是利用率变高了，除去员工跑来跑去的开销，以及工作的开销，我们对整个线路的提高都是有目共睹的，

现在我们的员工执行逻辑就不再是第一次那么简单的卸载，然后一直等待了，而是需要利用等待的时间去处理下一条传输带，

这就是多线程，它旨在相同的前提下，更多的处理任务

现在我们的生活中无处不存在多线程，你有没有想过为什么在打游戏的时候，我们的手机还能听歌，在追剧的时候还能聊天，要是依旧使用单线程，肯定一个终端只能运行一个设备

多线程提高了效率，可以在同一段时间做更多的事情

多线程之并发：

 在同一时刻有多个指令在CPU上交替执行

多线程之并行：

在同一时刻有多个指令在CPU上同时进行

 下面我们来看看多线程在程序中是怎么执行的：

 我们可以看到，理想状态下，我们的公共资源就是6，所以两个线程都可以拿到6，然后执行加一操作后输出并写回公共资源，这种执行方式肯定是多线程无错误的

但是，线程虽然可以同时间段运行，由于各种原因的混合，导致了一个先读入数据，一个后读入数据，中间的一点点空隙就会导致结果不一样，

比如第二种情况，就是在线程1已经写回了情况，线程2才去读临界资源，导致了最后的结果两者对不上，

所以我们看到了多线程带来的高效，即同时处理两个问题，但是它也带来了很多问题，就是多个线程读取数据结果不一致

当然，多线程发展到今天，我们也有很多方法解决它，解决也是要开销的

三.反射机制

在了解反射之前，我们一定要知道反射的作用是干什么的，众所周知，Java是一门静态语言，但是在Java引入了反射机制以后了它便可以编程一门准动态语言

什么是动态语言呢？

1、动态语言

是一类在运行时可以改变其结构的语言：例如新的函数、对象、甚至代码可以被引进，已有的函数可以被删除或是其他结构上的变化。通俗点说就是在运行时代码可以根据某些条件改变自身结构。

主要动态语言：Object-C、C#、JavaScript、PHP、Python、Erlang。

2、静态语言

与动态语言相对应的，运行时结构不可变的语言就是静态语言。如 Java、C、C++。

正常的方式编程：

引入需要使用的包类名   ----   通过new关键字实例化   ---    取得实例化对象

反射的方式编程：

实例化的对象   ---  getClass（）方法   ----    得到完整的包类名

反射就好比一面镜子，可以通过镜子找到我们所需要的方法，对象

反射相关的API：

java.lang.Class                           //代表一个类

java.long.reflect.method            //代表一个方法

java.long.reflect.Field                //代表一个成员变量

java.long.reflect.Constuctor      //代表一个构造器

反射的实现方式：

Class c = Class.forName("java.long.String");

java.long.String是包名，也就是包的位置

获得的就是一个class对象

 通过包名拿到的类其实即使拿了两次，发现它们的hashCode（）其实是相等的

这也和Java的内存模型有关，相同的类只会加载一次

通过getClass方法可以拿到任何类，原因是此方法是Object对象的，所以它默认被所有的类继承

为什么反射能拿到类也要归功于jvm中相同的类只有一个

 正常解析的方式是我们在编写程序的时候，通过类名，然后使用new关键字直接创建一个对象

我们要知道，不管你有几个对象，它们都能找到是通过类名给new出来的，不管有多少个类，实际上它们都是归于了Class类

所以反射可以通过对象拿到类，即使它不知道整个类是什么，但是一定在Class类里面

这就是我们的返回值是 Class<?> 的原因

反射小结：

1. 通过反射，我们可以是Java完成部分动态语言的功能
2. 通过反射，可以使用到特殊的方法，比如私有方法，属性
3. 很多框架都是反射机制来实现的，比如Spring  AOP的思想
4. 当某个功能可以不使用反射时，尽量不适用（反射麻烦，效率低）

 

 

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Java反射和多线程编程都是可实现的，以上的博客内容都是概述，真正的实现还需要我们专门花时间去学习，想通过一般的博客去搞懂反射和多线程编程，显得有些天方夜谭了

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